L'azienda americana ARP Instruments, nella costruzione dei suoi modelli di sintetizzatori musicali, fece spesso ricorso alla realizzazione e all'impiego di speciali moduli integrati, che potessero assolvere compiti simili in apparati differenti. Ciò rappresentò una prima evoluzione del sintetizzatore modulare, nel quale erano installate più copie del medesimo modulo; l'adozione dei moduli integrati permetteva di rendere molto più rapide le operazioni di riparazione.
Fondamenti I circuiti dei sintetizzatori analogici, così come i blocchi per la fabbricazione dei calcolatori analogici, spesso impiegavano l'interazione di diversi semiconduttori per realizzare una particolare funzione. In simili circuiti di precisione, la sensibilità dei semiconduttori alla temperatura deve essere presa in seria considerazione, così come la temperatura dei singoli componenti è prona a variazioni durante il funzionamento. È pertanto necessario provvedere ad una modalità costruttiva per mantenere i componenti elettronici entro determinati limiti di escursione termica.
Nei circuiti integrati l'accoppiamento termico è parte del progetto, poiché le giunzioni di semiconduttore sono realizzate su una base comune di silicio. Prima dell'invenzione dei circuiti integrati, spesso si usava incapsulare blocchi di circuito in una resina per assicurare prestazioni indipendenti dalla temperatura. Oltre agli obiettivi tecnici, l'incapsulazione permette di mantenere le idee proprietarie lontane da sguardi indiscreti.
Modularizzazione dei circuiti I primi modelli ARP, come i moduli del sintetizzatore 2500, avevano alcuni elementi base del circuito incapsulati. Un tipico esempio di questi circuiti sono i convertitori esponenziali degli oscillatori, e le celle a guadagno variabile del Multimode Filter. Anche le prime tastiere impiegavano amplificatori operazionali con ingressi a FET discreti per la tensione di controllo.
Per il modello 2600 comunque, ARP passò ad uno schema di modularizzazione più economico e compatto: moduli completi del synth erano realizzati entro piccole scatole in plastica riempite di resina. Come risultato, occorreva un minimo circuito di supporto, principalmente controlli del pannello e trimmer, per avere moduli completamente funzionali come oscillatori, filtri e generatori di inviluppo. Incidentalmente, ARP (o Tonus, come prima si chiamava) fece un tentativo per vendere questi moduli separatamente, avente per obiettivo sperimentatori e realità educative. Questi erano indicati come "Encapsulated Function Generatoris For Use In Electronic Music Systems" nei primi anni '70.
Schemi di incapsulamento I primi circuiti incapsulati consistevano in un piccolo circuito stampato rinchiuso in un contenitore di plastica riempito con resina epossidica. Il modulo impiegato nel modello 2500 era un quadrato di 28mm di lato, mentre i moduli del 2600 erano da 50mm di lato. L'ovvio svantaggio di circuiti annegati nella resina era di non poterli riparare con facilità, poiché i componenti erano inaccessibili data la durezza della resina. Si conosce di persone che, impiegando speciali solventi organici, siano riuscite nell'impresa, ma è un procedimento lento e potenzialmente pericoloso, non raccomandabile quindi.
Nel 1972 o 1973, ARP migrò da un annegamento monolitico ad uno schema di incapsulamento a due strati. I moduli erano ora riempiti con gomma siliconica, così da coprire il circuito ed i componenti, quindi sigillati con uno strato di resina epossidica. Questi moduli sono riparabili, anche se la rimozione del silicone attorno ai componenti è un compito noioso e lento.
Verso la metà degli anni '70, ARP smise di incapsulare gran parte dei moduli. L'impiego di speciali clip metalliche per mantenere le coppie di transistor alla stessa temperatura, permise di ottenere le caratteristiche richieste di bassa deriva dei parametri. Inoltre, l'impiego sempre maggiore di array di transistor integrati fece diventare superfluo l'incapsulamento. Comunque, alcuni moduli controllati in tensione sono rimasti incapsulati fin verso il 1976, quando vennero sostituiti dai modelli 4072/4075, costruiti in modo aperto. La ragione per mantenere l'incapsulamento fu probabilmente più strategica che tecnica, poiché il nucleo di alcuni filtri infrangeva un brevetto Moog.
Mentre il 2600 ed il Soloist (2700) erano progettati con uso estensivo di moduli, i modelli seguenti abbandonarono questa modalità per tenere bassi i costi. L'Odyssey (2800) aveva tre grandi circuiti stampati che svolgevano le funzioni principali; solo il filtro controllato in tensione ebbe la forma di un modulo. I modelli successivi seguirono questa scelta, ed il più piccolo synth della gamma, l'Axxe (2300) ed il Solus, erano praticamente realizzati con un unico circuito stampato privo di moduli.
ModuloFunzioneCaratteristicheImpiegato su4001Convertitore esponenzialeIngresso in tensione, uscita duale in corrente compensato in temperaturaVCO 25004002Convertitore esponenzialeIngresso in tensione, uscita duale in corrente compensato in temperaturaVCO 25004005-1PCella a transconduttanza variabileIngresso differenziale (PNP), ingresso lineare in correnteVCF 1047 (2500)4005-2NCella a transconduttanza variabileIngresso differenziale (NPN), ingresso lineare in corrente controllo esponenziale compensato in temperaturaVCF 1047 (2500)4005-3PCella a transconduttanza variabileIngresso differenziale (PNP), ingresso lineare in corrente controllo esponenziale compensato in temperaturaVCF 1047 (2500)4010 Amplificatore controllato in tensioneSostituito dal modulo 4019Primi 26004011Oscillatore controllato in tensioneSostituito dal modello 4017Primi 26004012 Filtro controllato in tensionePartitore a transistor passa-basso a 4 poli
controllo esponenziale compensato in temperatura
frequenza di cut-off circa 0-35kHz
percorso audio accoppiato in corrente continua
sostituito dal modulo 40722600 (1970-1976) Soloist4013Filtro controllato in tensioneSimile al 4012Soloist4014 Modulatore bilanciatoMoltiplicazione a 4 quadranti mediante celle duali a transconduttanza variabile2500
26004015 Sample & Hold26004016Generatore di rumore biancoSostituito dal modulo 4022Primi 26004017 Oscillatore controllato in tensioneControllo esponenziale compensato in temperatura uscita dente di sega 10Vpp
necessario trimmer esterno per tracking alte frequenze
sostituito dal modulo 4027Primi 26004018Convertitore di forma d'ondaConverte forma d'onda a dente di sega in triangolare, sinusoidale e impulsoVenduto separatamente4019 Amplificatore controllato in tensioneIngresso di controllo lineare ed esponenziale percorso audio accoppiato in corrente continua
sostituisce il modello 401026004020 Generatore di inviluppoSegmenti attack, decay, sustain e release forme di controllo esponenziali26004022 Generatore di rumore biancoUscita 8Vrms sostituisce il modulo 401626004023 Filtro controllato in tensioneCircuito bi-quad a 2 poli controllo esponenziale compensato in temperaturaOdyssey 2800 "white face" e primi modelli grigio/oro4027Oscillatore controllato in tensioneControllo esponenziale compensato in temperatura uscita dente di sega 10Vpp
sostituisce il modello 4017, sostituito dal modello 4027-12600 SoloistOscillatore controllato in tensioneControllo esponenziale compensato in temperatura
uscita dente di sega 10Vpp
eliminato trimmer esterno per tracking alte frequenze
sostituisce il modulo 40272600 Explorer4030Filtro staticoFiltro combinato per il timbro "Violin"Soloist4031Filtro staticoFiltro combinato per il timbro "Cello"Soloist4032Filtro staticoFiltro combinato per i timbri "English horn", "Oboe", "Banjo"Soloist4033Filtro staticoFiltro combinato per i timbri "Bassoon", "Elec Bass", "Elec Piano"Soloist4034 Filtro controllato in tensionePartitore a transistor passa-basso a 4 poli controllo esponenziale compensato in temperaturaPro Soloist Explorer4035 Filtro controllato in tensionePartitore a transistor passa-basso a 4 poli controllo esponenziale compensato in temperaturaOdyssey 2810-28124072 Filtro controllato in tensioneCascata di integratori passa-basso a 4 poli controllo esponenziale compensato in temperatura
sostituisce il modello 4012
frequenza di cut-off limitata a 12kHz per un errore di calcolo2600 (1976-1981)4075 Filtro controllato in tensioneCascata di integratori passa-basso a 4 poli controllo esponenziale compensato in temperatura
sostituisce il modello 4035
frequenza di cut-off limitata a 12kHz per un errore di calcoloOdyssey 2810-2823 Axxe 2310-2323
Omni, Omni-2
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Quadra Brevetto e descrizione del funzionamento relativo al "filtro dinamico" con data 8 marzo 1977, relativo ai modelli 4072 e 4075
Articolo tradotto dal sito http://www.till.com/arptech per gentile concessione dell'autore Donald Tillman
Gli schemi elettrici sono stati redatti da Joachim Verghese e pubblicati anche sul sito http://www.arptech.synth.net da Paul Maddox.
Categoria:Tecnologia musicale